丙酮碘化反应速率方程

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1、丙酮碘化反应速率方程一、实验目的及要求1.掌握用孤立法确定反应级数的原理和方法；2.建立内酮碘化反应的速率方程，测定其反应速率常数；3.常握分光光度计的使用方法。二、实验原理在酸性溶液屮，内嗣卤化反应是一个复杂反应，其反应式为：式屮X?为卤素。实验表明，该反应的反应速率几乎与卤素的种类及其浓度无关（即反应级数近似为（）），而与内酮及氢离子的浓度有关。以碘为例，该反应的速率方程应为：（1）式中，指数x、y、z分别为丙酮、氢离子和碘的反应级数，£为反应速率常数。将（1）式取对数，得：（2）在丙酮、酸、碘三种物质的反应体系中，

2、固定其中两种物质的起始浓度，改变第三种物质的起始浓度，测定其反应速率。在这种情况下，反应速率只是笫三种物质浓度的函数。以反应速率的对数值对该组分浓度的对数值lgc作图，应为一直线，£1线的斜率即为对该物质的反应级数。更换改变起始浓度的物质，就可以测定对应物质的反应级数，这种方法称为孤立法。碘在可见光区有一个很宽的吸收带，而在这个吸收带中酸和丙酮没有明显的吸收。所以，可釆用分光光度法来测定反应过程中碘浓度随时间的变化关系，即反应速率。根据比尔（Beer）定律：（3）式中，T为透光率。I和/0分别为某一波长光线通过待测溶液和

3、空白溶液后的光强，«为吸光系数，b为样品池光径长度。从（3）式可见，透光率的対数lgT是c秋的函数，而c俭又是反应时间/的函数，即：（4）那么,由（3）式可得：(5)对（5）式取对数，得：(6)将（2）式代入（6）式，得（7）在测定时，固定某两种物质的起始浓度不变，改变另一种物质的起始浓度。对每一个溶液都能得到一系列随时间变化的透光率值。以IgT对t作图，其斜率为dlg77dr。取负值后再取对数，即为该浓度下（7）式等式左边的值。对不同的起始浓度，以该对数值分别对lgc作图，所得H线的斜率即为反应级数。注意，本实验中所选

4、择的内酮和酸的浓度范围均为0.16〜0.4mol・L“，而碘的浓度均在0.001mol・「以下，反应过程屮肉酮和酸的浓度可看成是不变的。而虽然反应屮碘浓度在变化，但由于其反应级数为0,即（7）式中的z为0,I大1此，不会对推求酸和丙酮的反应级数产生影响。求出反应级数后，测定已知浓度碘溶液的透光率，根据（3）式即可求出lg（^）,结合改变碘浓度的那一组数据代入（7）式，即可求算反应速率三、仪器与试剂仪器：722型分光光度计，超级恒温槽，恒温摇床，秒表，5mL移液管，2mL移液管，25mL容量瓶，洗瓶，洗耳球。试剂：2.00

5、mol•L1盐酸溶液，2.00mol•L1丙酮溶液,0.0200mol•L'1碘溶液。四、实验步骤1•准备工作将蒸馆水、丙酗溶液置丁•超级恒温槽恒温。洗涤所用的容量瓶。2.调整分光光计计零点打开分光光度计电源开关，预热至稳定。调节分光光度计的波长旋钮至520nm。取一只2cm比色皿，加入熬懈水，擦干外表面(光学玻璃面应用擦镜纸擦拭)，放入比色槽屮。在比色桦｛盖打开的时候，调节零点调节旋钮，使透光率值为0,确保放蒸憾水的比色皿在光路上，将比色槽盖合上，调节灵敏度旋钮使透光率值为100%。3.碘浓度对反应速度的影响的测定分别

6、移取0.0200mol・L?碘溶液1.30mL、1.00mL、0.70mL于25mL容量瓶,各移入2.50mL2.00mol・I?盐酸溶液，加入适量蒸懈水，使瓶屮尚能加入2.5mL内酮溶液，置于恒温摇床上数分钟至恒温。取其中一个溶液，移入已恒温的2.50mL2.00mol-Ld丙酗溶液，用已恒温的蒸馆水稀释至刻度，摇匀，并开始计时，迅速川该溶液荡洗比色血，并向比色血中加入该溶液，在分光光度计上测定透光率值，同时记下时间，然后每隔一定时间(可为一分钟)同时记下透光率和时间，如此反复，一直到透光率值为80%左右。每个溶液应至

7、少记录到6组数据。取其余两份溶液，作同样的试验。4.盐酸浓度对反应速度的影响分别移取盐酸溶液5.()0mL、4.00mL、3.00mL、2.00mLT四只25mL容量瓶中，移入1.()()mL碘溶液，加适量蒸佛水至尚能加入2.5mLM酮，置于恒温摇床上数分钟至恒温。取其屮一个溶液，移入2.50mL内酮溶液，同步骤3进行定容、计时、荡洗比色皿、测吸光度，并每隔一段时间同时读取透光度和时间值，至透光率值为80%左右。注意：对于盐酸浓度较高的样品，由于反应速度快，读数的时间间隔要小，可以间隔30秒读一次。对丁•盐酸浓度较稀的样

8、品，可每隔一分钟读一次。同样测定另三份溶液。5.丙酮浓度对反应速度的影响分别取2.50mL盐酸溶液和1.00碘溶液于以只25mL容量瓶中，加入适量蒸馆水。注意,后面所加的丙酗溶液体积不同，分别为5、4、3、2mL,所以加水量不能太多。将容量瓶置于恒温摇床恒温数分钟后，取出一只容量瓶，立即移入5.00niL丙酮溶液，同